Chất ức chế urease: cách bảo vệ đạm
Urê bón trên bề mặt có thể mất từ 15% đến hơn 40% lượng đạm vào không khí chỉ trong vài ngày. Chất ức chế urease làm chậm sự thất thoát này và giữ nhiều đạm hơn cho cây trồng.
Tóm tắt chính
Vấn đề, nguyên nhân, giải pháp và lợi ích, trong bốn ý.
Vấn đề cốt lõi
Urê (CO(NH₂)₂) là loại phân đạm dạng rắn chính trên thế giới (46% N). Khi bón trên bề mặt mà không được cày vùi hay mưa đưa xuống đất, từ 15% đến hơn 40% lượng đạm có thể thoát ra dưới dạng khí amoniac (NH₃) trong vài ngày.
Tác nhân sinh hóa
Đất và tàn dư cây trồng chứa urease, một enzyme thủy phân urê rất nhanh. Phản ứng này tiêu thụ H⁺ và đẩy pH quanh hạt phân lên trên 8,5–9,0, biến amoni (NH₄⁺) bền thành amoniac dễ bay hơi.
Giải pháp kỹ thuật
Các chất ức chế urease như NBPT và NPPT tạm thời chặn vị trí hoạt động chứa niken (Ni²⁺) của urease trong 7 đến 14 ngày. Quá trình thủy phân bị trì hoãn, pH không tăng vọt, và mưa hoặc nước tưới có thời gian đưa urê còn nguyên vào vùng rễ.
Lợi ích nông học
Các phân tích tổng hợp toàn cầu cho thấy xử lý urê bằng chất ức chế urease giảm bay hơi amoniac 52% đến 54% và tăng năng suất cây trồng cùng hiệu quả sử dụng đạm (NUE) từ 5% đến 13%.
Sản phẩm chất ức chế urease của chúng tôi
Hai dung dịch dùng ngay từ DeltaChem, có sẵn qua Kingenta.
DeltaLent YoUsafe ForceChất ức chế ureaseChất ức chế urease NBPT 25% không mùi, dùng ngay, không chứa NMP và DMSO, dành cho urê, UAN và hỗn hợp NPK chứa urê.Xem sản phẩm 
DeltaBoost Active NChất ức chế ureaseChất ức chế urease hữu cơ, phân hủy sinh học, gốc nước (60% kali polyaspartate) giúp giảm bay hơi amoniac từ phân urê.Xem sản phẩm Vì sao đạm từ urê bị mất
Urê phải được thủy phân trước khi cây sử dụng được đạm. Quá trình đó xảy ra ở đâu và nhanh thế nào quyết định lượng đạm bị mất.
Thủy phân bằng enzyme và tiêu thụ proton
Khi urê hòa tan trong ẩm độ đất hoặc sương dày, nó gặp urease, một enzyme do vi sinh vật đất tạo ra và có nhiều trên tàn dư thực vật. Urease phân giải urê không mang điện thành amoni và bicarbonate.
Phản ứng tiêu thụ ion hydro (H⁺) từ dung dịch đất xung quanh, nên độ kiềm tăng mạnh ngay cạnh hạt phân đang tan.
Ngay cả trong đất chua (pH 5,5 đến 6,5), thủy phân không bị ức chế vẫn vượt quá khả năng đệm của đất. Trong 24 đến 72 giờ, pH trong phạm vi vài milimet quanh hạt phân tăng lên 8,0–9,2.
Thủy phân urê trong đất. Phản ứng tiêu thụ H⁺ và làm tăng pH cục bộ.
Cân bằng amoni–amoniac
Trong dung dịch đất, amoni (NH₄⁺) và khí amoniac (NH₃) tồn tại trong cân bằng phụ thuộc pH (pKa ≈ 9,25 ở 25°C).
Dưới pH 7,0, hơn 99% lượng đạm đã chuyển hóa vẫn ở dạng NH₄⁺ mang điện dương, không bay hơi, bám vào sét và chất hữu cơ mang điện âm (dung tích trao đổi cation, CEC).
Ở pH 8,0 đến 9,2, ion hydroxyl (OH⁻) tách proton khỏi NH₄⁺ và đẩy cân bằng mạnh về phía khí NH₃. Vì điều này xảy ra trên bề mặt, khí khuếch tán vào không khí và mất vĩnh viễn.
Cân bằng amoni và amoniac. pH càng cao càng nghiêng về dạng khí.
| pH đất vi vùng | Amoni (NH₄⁺), không bay hơi | Khí amoniac (NH₃↑), bay hơi | Nguy cơ bay hơi |
|---|---|---|---|
| pH 6.0 | 99.9% | 0.1% | Không đáng kể |
| pH 7.0 | 99.4% | 0.6% | Thấp |
| pH 8.0 | 94.7% | 5.3% | Cao |
| pH 9.0 | 64.0% | 36.0% | Nghiêm trọng |
Vì NH₃ thoát ra liên tục rời khỏi bề mặt đất, cân bằng cứ dịch chuyển để bù lại. Ngay cả ở pH 8,0, lượng đạm mất cộng dồn trong 5 đến 7 ngày có thể vượt 30% đến 40%.
Cơ chế tác dụng
Chất ức chế urease làm gián đoạn bước đầu tiên của con đường thất thoát, qua ba giai đoạn.
Chất ức chế chặn vị trí hoạt động của urease
Urease là enzyme phụ thuộc niken với hai ion niken (Ni²⁺) ở lõi xúc tác. Trong đất, NBPT nhanh chóng chuyển thành dạng oxon hoạt động (NBPTO), một chất tương tự trạng thái chuyển tiếp của urê. Nó liên kết bắc qua cả hai ion Ni²⁺ và khóa enzyme ở trạng thái đóng, làm urease mất hoạt tính trong 7 đến 14 ngày.
Ngăn pH tăng vọt
Khi thủy phân chậm lại, H⁺ được tiêu thụ dần dần thay vì cùng lúc. Khả năng đệm tự nhiên của đất có thể trung hòa phản ứng khi nó diễn ra, nên pH cạnh hạt phân không chạm vùng kiềm nguy hiểm.
Kéo dài thời gian đưa phân vào đất
Urê còn nguyên không mang điện và rất dễ tan, nên di chuyển theo nước. Giữ urê nguyên vẹn tới hai tuần cho 10 đến 15 mm mưa hoặc nước tưới có thời gian rửa nó xuống sâu 5 cm trở lên. Khi chất ức chế phân hủy, thủy phân xảy ra giữa các keo đất giữ lại mọi ion NH₄⁺ tạo thành.
Khi không có và có chất ức chế
Điều gì xảy ra với đạm urê trong đất.
Không có chất ức chế
Mất amoniac đạt đỉnh vào ngày 2 đến 4. Trung bình 31,0% lượng N đã bón bị mất, và trên 45% khi nhiều tàn dư, thời tiết ấm.
Có chất ức chế
Đỉnh thất thoát lùi sang ngày 7 đến 14 hoặc muộn hơn. Trung bình mất 14,8% lượng N đã bón, thường dưới 5% khi có mưa trong 10 ngày.
Khi nào chất ức chế urease quan trọng nhất
Nguy cơ mất amoniac tăng trong những điều kiện sau.
Urê hoặc UAN bón trên bề mặt
Phân nằm trên bề mặt tiếp xúc với urease và không khí.
Tàn dư cây trồng và canh tác không cày
Hoạt tính urease trên tàn dư bề mặt và lớp thảm cỏ cao gấp 10 đến 30 lần so với đất trống, và hạt phân nằm trên tàn dư không tiếp xúc với sét trong đất.
Độ ẩm lưng chừng
Đất ẩm hoặc sương dày rồi gặp gió làm khô khiến hạt phân tan nhưng không rửa urê xuống đất.
Đất nhẹ, CEC thấp
Đất cát hoặc nghèo chất hữu cơ đệm H⁺ kém và giữ ít NH₄⁺, nên pH tăng nhanh hơn và cao hơn.
Nhiệt độ cao và gió
Nhiệt làm urease và sự khuếch tán NH₃ nhanh hơn, còn gió cuốn amoniac khỏi bề mặt đất.
pH đất ban đầu cao
Đất vôi hoặc đất kiềm (pH trên 7,5) vốn đã gần điểm chuyển giữa NH₄⁺ và NH₃.
Giá trị nông học và tác động đến năng suất
Các phân tích tổng hợp toàn cầu đã qua bình duyệt, so sánh urê xử lý NBPT với urê bón mặt không xử lý, cho thấy lợi ích đồng ruộng nhất quán và có ý nghĩa.
| Chỉ tiêu hiệu quả | Urê bón mặt không xử lý | Urê + chất ức chế urease (NBPT) | Lợi thế ròng |
|---|---|---|---|
| Thời điểm bay hơi cao nhất | Ngày 2–4 sau khi bón | Lùi sang ngày 7–14 hoặc muộn hơn | Thêm 5 đến 10 ngày để mưa hoặc nước tưới đưa urê vào đất |
| Mất NH₃ trung bình | 31,0% lượng N đã bón (45% trở lên khi nhiều tàn dư, thời tiết ấm) | 14,8% lượng N đã bón (thường dưới 5% khi có mưa trong 10 ngày) | Giảm trung bình 52% đến 54% lượng đạm mất vào không khí |
| Phản ứng năng suất cây trồng | Mức cơ sở (100%) | 105,3% đến 113,0% | Năng suất cao hơn 5,3% đến 13,0% trên cây ngũ cốc, cây thức ăn gia súc và cây công nghiệp |
| Hiệu quả sử dụng đạm (NUE) | Giảm do đạm bề mặt cạn kiệt | Giữ được quỹ đạm trong vùng rễ | Thu được nhiều hạt hoặc sinh khối hơn trên mỗi kg N đã bón |
Vì sao giữ lại đạm bề mặt giúp tăng năng suất
Bốn cách một liều đạm được bảo vệ mang lại lợi ích ngoài đồng.
Quỹ đạm vùng rễ lớn hơn
Ngăn 15% đến 30% lượng N đã bón thoát ra nghĩa là toàn bộ liều dự kiến đến được rễ để hỗ trợ tổng hợp diệp lục, đẻ nhánh và vào hạt hoặc nuôi quả.
Cung cấp amoni đều đặn
Thủy phân được điều tiết đưa đạm vào dung dịch đất từ từ thay vì một đợt tăng vọt trong 48 giờ, khớp với sự hấp thu của cây hơn và giảm hấp thu xa xỉ ở giai đoạn đầu.
Tránh độc tính amoniac
NH₃ tự do và pH cao gần bề mặt có thể làm cháy rễ hút nông và hại cây con đang nảy mầm. Điều tiết thủy phân loại bỏ rủi ro này.
Linh hoạt trong vận hành
Người trồng có thể bón thúc hoặc rải urê trên đất khô, đồng cỏ, vườn cây ăn quả hoặc đất không cày mà không phải canh ngay trước cơn bão hay tốn chi phí cày xới.
Chất ức chế urease mang lại gì cho cây trồng
Lợi ích của việc xử lý phân chứa urê bằng chất ức chế urease.
Giảm bay hơi amoniac
Giảm bay hơi N amoniac từ phân bón chứa urê.
Nhiều đạm hơn cho cây trồng
Ít đạm thoát vào không khí hơn, nên nhiều đạm hơn còn lại trong đất.
Linh hoạt hơn về thời điểm
Khoảng thời gian rộng hơn để mưa hoặc nước tưới đưa urê vào đất.
Phối hợp với các loại phân bón phổ biến
Phù hợp với urê, UAN, hỗn hợp NPK và các loại phân chứa urê khác.
Công thức sạch
Công thức NBPT không mùi, không chứa NMP và DMSO, được sản xuất với dung môi cấp thực phẩm/dược phẩm.
Lựa chọn phân hủy sinh học
Lựa chọn hữu cơ, gốc nước dựa trên kali polyaspartate (KPA).
So sánh sản phẩm
Đặc tính chính của hai chất ức chế urease.
| YoUsafe Force 2.5 | DeltaBoost Active N | |
|---|---|---|
| Hoạt chất | NBPT, đảm bảo 25% w/w (thông thường 26,0%) | Kali polyaspartate (KPA), 60% |
| Dạng | Chất lỏng dùng ngay | Chất lỏng gốc nước |
| Đặc tính | Không mùi, không chứa NMP và DMSO | Hữu cơ và phân hủy sinh học |
| Phù hợp cho | Urê, UAN, hỗn hợp NPK và các phân bón chứa urê khác | Urê hạt và chất rắn (≥50% N urê), phân bón lỏng chứa urê, hỗn hợp NPK gốc urê |
Hai cách bảo vệ đạm urê
Các chất ức chế urease hoạt động qua những cơ chế khác nhau. Xem từng loại hoạt động ra sao.
NBPT: chất ức chế hóa học nhắm trúng đích
Chặn vị trí hoạt động chứa niken của urease với hiệu lực cao trong 7 đến 14 ngày.
KPA: chất ức chế urease phân hủy sinh học
Polymer sinh học tan trong nước, điều tiết thủy phân urê qua chelate hóa và che chắn, đồng thời cải thiện sinh trưởng rễ và hấp thu dinh dưỡng.
Tài liệu khoa học tham khảo chính
- Cantarella, H., Otto, R., Soares, J. R., & Silva, A. G. B. (2018). Agronomic efficiency of NBPT as a urease inhibitor: A review. Journal of Advanced Research, 13, 19–27. https://doi.org/10.1016/j.jare.2018.05.008
- Silva, A. G. B., Sequeira, C. H., Sermarini, R. A., & Otto, R. (2017). Urease Inhibitor NBPT on Ammonia Volatilization and Crop Productivity: A Meta-Analysis. Agronomy Journal, 109(1), 1–13. https://doi.org/10.2134/agronj2016.04.0200
- Pan, B., Lam, S. K., Mosier, A., Luo, Y., & Chen, D. (2016). Ammonia volatilization from synthetic fertilizers and its mitigation strategies: A global synthesis. Agriculture, Ecosystems & Environment, 232, 283–289. https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.08.019
- Manunza, B., Deiana, S., Pintore, M., & Gessa, C. (1999). The binding mechanism of urea, hydroxamic acid and N-(n-butyl)-phosphoric triamide to the urease active site: a comparative molecular dynamics study. Soil Biology and Biochemistry, 31(5), 789–796.
Cùng Kingenta phát triển Cùng nhau xây dựng một tương lai bền vững
Dù bạn cần cung cấp hàng hóa số lượng lớn, công thức OEM theo yêu cầu hay hợp tác phân phối khu vực, Kingenta mang đến quy mô toàn cầu cùng dịch vụ phù hợp với từng khu vực.